(57)【要約】【課題】樹脂成形時の金型温度に係らず安定して厚さムラが±５μｍ以内の光ディスク基板が得られる射出成形装置を提供する。【解決手段】樹脂を供給する貫通孔２ａを有し、固定プラテン３に保持された固定金型２と、固定金型２の貫通孔２ａに対向配置されて凹部５ａを有し、可動プラテン６に保持された可動金型５と、からなり、可動金型５と固定金型２との間を僅かに離間させた状態で、可動金型５の凹部と固定金型２表面とで形成されるキャビティ１１内にスタンパを配置して固定金型２の貫通孔２ａから前記樹脂を充填して光ディスク基板９を作製する射出成形装置において、光ディスク基板９の一定方向に傾斜して生じる厚さムラを低減するために、固定金型２の固定プラテン３側又は可動金型５の可動プラテン６側に前記厚さムラの生じる方向と同方向の傾斜を有する補正プレート１０を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂を供給する貫通孔を有し、固定プラテンに保持された固定金型と、前記固定金型の貫通孔に対向配置されて凹部を有し、可動プラテンに保持された可動金型と、からなり、
前記可動金型と前記固定金型との間を僅かに離間させた状態で、前記可動金型の凹部と前記固定金型表面とで形成されるキャビティ内にスタンパを配置して前記固定金型の貫通孔から前記樹脂を充填して光ディスク基板を作製する射出成形装置において、
前記光ディスク基板の一定方向に傾斜して生じる厚さムラを低減するために、前記固定金型の前記固定プラテン側又は前記可動金型の前記可動プラテン側に前記厚さムラの生じる方向と同方向の傾斜を有する補正プレートを設けたことを特徴とする射出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型キャビティ内に樹脂を射出することにより均一厚さの光ディスク基板を作製する射出成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光学的に信号の記録再生が可能な光ディスクとしては、例えば、ＣＤ、ＤＶＤ（バーサタイルディスク）、及びＢＤ（ブルーレイディスク）等がある。これらの光ディスクは、ポリカーボネート等の樹脂基板上に記録層や反射層等を積層して作製することができる。樹脂基板は、通常プリフォーマット信号やデータ信号を複製可能なスタンパを装着した金型内に樹脂を射出成形することによって作製される。
【０００３】
特許文献１には、この樹脂基板を作製する射出成形装置が開示されている。
即ち、固定プラテンに取り付けられ、樹脂を流す貫通孔と前記貫通孔よりも広い第１凹部を有する固定金型と、可動プラテンに取り付けられ、前記固定金型側に形成された前記固定金型を嵌め込むための第２凹部を有する可動金型と、前記固定プラテンと前記可動プラテンを常温よりも高い所定温度にする温調機と、からなり、予め樹脂成形時の温度で両プラテンの平行度が４０μｍ以下になるように設定し、前記固定金型の第１凹部にスタンパを挿入した後、前記固定金型と前記可動金型を密着させることにより互いに対向する前記第１凹部と前記第２凹部とで形成されるキャビティ内に前記貫通孔から前記樹脂を充填して樹脂成形することによって、前記スタンパに形成された凹凸部を転写して、厚さムラが１５μｍ以下の光ディスク基板を作製する射出成形装置が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３２３８７２号公報（４頁〜６頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、樹脂成形時の温度で両プラテンの平行度が４０μｍ以下になるようにするためには、樹脂成形前の温度では、両プラテンをどのような状態にすべきかが不明である。即ち、記録型のＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ）やＢＤといった光ディスクの高密度化に伴って高い転写性精度が要求されるようになると、樹脂成形時の金型温度も１２０℃以上にする必要も生じ、常温での各部の調整が困難になってくる。
【０００６】
また、記録型のＤＶＤなどを高転送レートにするために１６倍速で用いるような光ディスクは線速度一定で用いられるため内周部の信号を記録再生する場合に、回転数が２００００ｒｐｍを超えることが考えられる。このときの角速度は２０００ｒａｄ／ｓ以上になるので、軸受けに１５Ｎを超える過大な力が加わらないようにするために、回転中心となる記録再生装置のセンター孔の中心軸と光ディスク基板の重心を通る慣性主軸の不釣合い量、即ちダイナミックインバランス量を３ｇ・ｍｍ以下にすることが必要である。
【０００７】
ダイナミックインバランス量は、光ディスク基板の厚さムラの他にも、光ディスク基板の偏心やレーベル面の印刷、ＤＶＤ等の場合には、貼り合わせによる光ディスクのずれ、更には光ディスクを記録再生装置の回転部分に装着するときのずれ量等に関係するので、このダイナミックインバランス量を３ｇ・ｍｍ以下にするためには光ディスク基板の厚さムラは、±５μｍ以内にすることが要求される。
【０００８】
そこで、樹脂成形時の金型温度に係らず安定して厚さムラが±５μｍ以内の光ディスク基板が得られる射出成形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、樹脂を供給する貫通孔を有し、固定プラテンに保持された固定金型と、前記固定金型の貫通孔に対向配置されて凹部を有し、可動プラテンに保持された可動金型と、からなり、前記可動金型と前記固定金型との間を僅かに離間させた状態で、前記可動金型の凹部と前記固定金型表面とで形成されるキャビティ内にスタンパを配置して前記固定金型の貫通孔から前記樹脂を充填して光ディスク基板を作製する射出成形装置において、前記光ディスク基板の一定方向に傾斜して生じる厚さムラを低減するために、前記固定金型の前記固定プラテン側又は前記可動金型の前記可動プラテン側に前記厚さムラの生じる方向と同方向の傾斜を有する補正プレートを設けたことを特徴とする射出成形装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、前記光ディスク基板の一定方向に傾斜して生じる厚さムラを低減するために、前記固定金型の前記可動金型面側に前記厚さムラの生じる方向と逆方向の傾斜を有する補正プレートを設けたので、光ディスク基板の厚さムラを±５μｍ以内にすることができる。光ディスク基板を高倍速仕様の光ディスクを作製した際には、ダイナミックインバランス量が３ｇ・ｍｍ以下の光ディスクを作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施の形態について図１乃至図３を用いて説明する。
図１は、本発明における実施の形態の射出成形装置を示す断面図である。図２は、固定金型上に補正プレートを設けた固定金型近傍の拡大断面図である。図３は、固定金型及び可動金型近傍の拡大断面図である。
【００１２】
図１に示すように、本発明の実施形態の射出成形装置１は、貫通孔２ａを有した固定金型２と、固定金型２の貫通孔２ａと対向し、かつ貫通孔２ａよりも大きい開口部３ａを有して、固定金型２を保持する固定プラテン３と、固定プラテン３の開口部３ａに嵌め込まれ、固定金型２の貫通孔２ａに樹脂を供給する射出ユニット４と、固定金型２の対向側に凹部５ａを有する可動金型５と、この可動金型５を保持する可動プラテン６と、可動プラテン６と接続され、油圧を印加して可動プラテン６を可動させる油圧シリンダ７と、油圧シリンダ７と固定プラテン３との間に設けられ、可動プラテン６を摺動させる複数のタイバー８と、からなる。
【００１３】
更に、図１及び図２に示すように、固定プラテン３と固定金型２との間には、射出成形された光ディスク基板９の一定方向に傾斜して生じる厚さを低減して一定厚さにするための補正プレート１０が挿入されている。即ち、この補正プレート１０により光ディスク基板９の厚さを±５μｍ以内に抑えることができるようにしている。この補正プレート１０の材質は金型の熱的なバランスを損なわないためにも金型と同じ材質か金型の材質と近い熱伝導率であることが好ましい。更に、補正プレート１０の加工精度は傾斜の精度が必要なのは当然であるが、平面度も５μｍ以下にすることが好ましい。これを得るためには、研磨または研削などの表面粗さの小さい加工方法で行うことが必要される。
また、固定金型２と可動金型５はそれぞれ図示しない温調機と接続され、この温調機によって循環する水や油等の媒体により、所定温度に保たれるようになっている。
【００１４】
次に、射出成形装置１を用いた光ディスク基板の作製方法について説明する。
まず、油圧シリンダ７により可動プラテン６を可動させ可動金型５を固定金型２から離間させておく。固定金型２上に図示しないスタンパを装着する。前記図示しないスタンパには、グルーブ及びアドレスピットやサーボピット等のプリフォーマットパターンを光ディスク基板９に形成するための凹凸が形成されている。
【００１５】
次に、油圧シリンダ７により加圧して可動プラテン６を可動させ、可動金型５を固定金型２上に密着させ、可動金型５の凹部５ａと固定金型２で囲まれたキャビティ１１を形成する。所定温度に加熱溶融された樹脂を射出ユニット４の先端ノズル４ａから射出し、固定金型２の貫通孔２ａを介してキャビティ１１内に充填する。この際、油圧シリンダ７により可動プラテン６を可動させて可動金型５を固定金型２から少しだけ離間させておく。
【００１６】
この後、油圧シリンダ７により加圧を強くし、可動金型５を固定金型２に密着させ、キャビティ１１内の樹脂を圧縮する。このようにして、前記図示しないスタンパの凹凸部を光ディスク基板９に均一に転写することができる。次に、図３に示すように、油圧シリンダ７により可動プラテン６を可動させて固定金型２から可動金型５を離間させ、可動金型５上に光ディスク基板９を作製する。次に、図示しない離型治具と樹脂突き出し治具を用いて、光ディスク基板９を取り出す。
【００１７】
この時、光ディスク基板９は一定方向に厚さムラを生じている。
これは、キャビティ１１内に樹脂を充填する際に可動金型５を固定金型２から僅かに離間させているので、可動金型５の離間させ方が一定の方向に対して傾いてしまうためである。
この際、光ディスク基板９の測定は、マイクロメータやダイヤルゲージを用いて行う。
【００１８】
次に、光ディスク基板９の厚さムラを円周方向に沿って一周測定し、それと同じ半径位置で同じ厚さムラを持つ傾斜を有した金属製の補正プレート１０を作製する。
可動プラテン６を可動させ可動金型５を固定金型２から離間させた初期状態において、この補正プレート１０を光ディスク基板９に生じる厚さムラの生じる方向と同方向に傾斜面がくるように固定金型２と固定プラテン３との間に挿入する。以下は前記したと同様の手順を行うことによって、図２に示すように、厚さムラが±５μｍ以内の光ディスク基板９が得られる。
この際、光ディスク基板９は、両金型の温度や樹脂温度が安定するまで１０〜２０枚程度はサンプルとして用いないようにする方が良い。
【００１９】
ここで、直径が１２０ｍｍの光ディスク基板９を用いて、補正プレート１０を用いた場合と用いない場合の光ディスク基板の厚さムラ及びダイナミックインバランス量について調べた。
表１にその結果を示す。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
表１中の厚さムラ及びダイナミックインバランス量は、半径５７ｍｍの位置での測定である。補正プレート１０無しの場合には、光ディスク基板９の一方向の厚さムラの傾斜角は、０．０１２６°であったので、補正プレート１０有りの場合には、この傾斜角と同じ補正プレート１０を作製して、光ディスク基板９の厚さムラが均一になるように固定プラテン３と固定金型２との間に設けた。
表１に示すように、補正プレート１０が有りの場合には、厚さムラが４μｍであり、ダイナミックインバランス量が１．２ｇ・ｍｍであるのに対して、無しの場合には、厚さムラが２５μｍであり、ダイナミックインバランス量が４．２ｇ・ｍｍである。
このように、補正プレート１０を用いると光ディスク基板９の厚さムラを低減し、ダイナミックインバランス量を３ｇ・ｍｍ以内に抑えられる。
【００２２】
本発明の実施の形態によれば、固定プラテン３と固定金型２との間に、射出成形された光ディスク基板９の一定方向に傾斜して生じる厚さを低減して一定厚さムラに抑えるための補正プレート１０が挿入されているので、樹脂成形温度に係らずに安定して厚さムラが±５μｍ以内の光ディスク基板を作製することができる。
また、この光ディスク基板９から作製される光ディスクを記録再生装置に装着して用いた場合に軸受けに１５Ｎを超える過大な力が加わらないようにすることができる。
更にまた、光ディスク基板の厚さムラ以外の要因によるダイナミックインバランスに対してこれを打ち消すように方向に厚さムラを必要な量だけ意図的に付けることで、光ディスク基板のダイナミックインバランスを更に低減することができる。
【００２３】
なお、本発明の実施の形態では、補正プレート１０を固定プラテン３と固定金型２との間に挿入したが、可動金型５と可動プラテン６との間に挿入しても良い。
また、垂直方向と水平方向の厚さ成分に分けた２枚の補正プレートを固定プラテン３と固定金型２の間或いは可動金型５と可動プラテン６との間の一方側に挿入しても良いし、両側に挿入しても良い。更にまた、光ディスク基板９の一定方向に傾斜して生じる厚さムラを低減するために、互いに対向する固定金型２か又は可動金型５を光ディスク基板９の厚さムラの生じる方向と同方向に傾斜させて作製しても良い。
【００２４】
補正プレートを用いて厚さムラを低減することによって、ディスク基板の面振れ、反り角や複屈折などの他の特性の円周方向における一周中のバラツキも低減することが認められる。射出成形装置１の型締め力に耐える強度を有するためには補正プレート１０と固定金型２或いは可動金型５、補正プレート１０と固定プラテン３或いは可動プラテン６とは広い面積で接触している方が好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
厚さムラを±５μｍ以内に低減したダイナミックインバランス量が少ない光ディスク基板を作製できる射出成形装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態の射出成形装置を示す断面図である。
【図２】固定金型上に補正プレートを設けた固定金型近傍の拡大断面図である。
【図３】固定金型及び可動金型近傍の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１…射出成形装置、２…固定金型、２ａ…貫通孔、３…固定プラテン、３ａ…開口部、４…射出ユニット、４ａ…ノズル、５…可動金型、５ａ…凹部、６…可動プラテン、７…油圧シリンダ、８…タイバー、９…光ディスク基板、１０…補正プレート１０…キャビティ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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